Американские ученые из Пенсильванского университета раскрыли фундаментальные принципы работы древнейшей защитной системы организма. Этот комплекс играет ключевую роль в распознавании и уничтожении чужеродных объектов, от бактерий до наночастиц лекарств. Исследование опубликовано в научном журнале Cell.
Ученые обнаружили, что активация системы комплемента подчиняется фундаментальным физическим законам. Когда участки связывания на поверхности чужеродных частиц расположены ближе критического расстояния (примерно 30 нанометров), запускается цепная реакция уничтожения. Этот процесс аналогичен распространению лесного пожара — если деревья стоят достаточно близко, огонь охватывает весь лес.
Команда использовала уникальный междисциплинарный подход. Сначала были созданы искусственные липосомы с точно заданными параметрами расположения белков. Затем исследователи наблюдали динамику их взаимодействия с иммунными белками и разработали математическую модель, описывающую этот процесс. Такой подход позволил перевести сложные биологические взаимодействия на язык физики и математики.
Открытие позволит создавать более безопасные вакцины и лекарственные наночастицы, избегая нежелательных иммунных реакций. Это особенно важно для новых методов лечения, таких как мРНК-вакцины и CAR-T-терапия.
Ранее ученые раскрыли секрет “терпимости” иммунитета к полезным микробам в кишечнике.